一種單組份室溫硫化硅橡膠密封劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及密封膠領(lǐng)域,尤其涉及一種單組份室溫硫化硅橡膠密封劑及其制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 單組份室溫硫化硅橡膠密封劑是指以有機硅樹脂為基體樹脂,配以填料、交聯(lián)劑、 催化劑等其它組分混合而成,可在室溫條件下固化的密封劑,由于其具有室溫固化、耐溫范 圍廣、耐候性良好、絕緣性能優(yōu)異等優(yōu)點,在電子、汽車、家電、建筑等行業(yè)得到廣泛的應用。
[0003] 單組份室溫硫化硅橡膠密封劑根據(jù)交聯(lián)硫化機理可分為縮合型和加成型,縮合型 又可根據(jù)交聯(lián)時釋放出的副產(chǎn)物類型分為脫酸型、脫酮肟型、脫醇型、脫丙酮型等。脫酸型 和脫酮肟型固化釋放物分別為乙酸和酮肟,有較大的刺激性,對一些金屬和塑料粘接基材 有腐蝕,使用受到限制,脫丙酮型無氣味,但成本很高,脫醇型固化釋放物為醇類氣體,具有 環(huán)保、無刺激性氣味、對粘接基材無腐蝕、符合法規(guī)要求等優(yōu)點,同時其成本較低,可應用場 合非常廣泛。
[0004] -般的脫醇型硅橡膠密封劑由基膠、填料、交聯(lián)劑、催化劑和粘接促進劑組成,脫 醇型硅橡膠密封劑氣味小,符合環(huán)保要求,但粘接性能和固化速度都較差。脫醇型硅橡膠密 封劑由于難以采用堿性較強的氨基硅烷為偶聯(lián)劑,對常見的金屬和塑料基材粘接都比較 差,難以適應電子、汽車、家用電器等領(lǐng)域?qū)φ辰訌V泛性的要求。此外,與其它類型產(chǎn)品相 比,脫醇型產(chǎn)品由于交聯(lián)劑反應活性較低,因此整體固化速度較慢,完全固化耗時長,導致 施工節(jié)拍延長,難以滿足流水線的高效率要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的缺點,提供一種單組份室溫硫化硅 橡膠密封劑及其制備方法。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種單組份室溫硫化硅橡膠密封劑,所述密封劑按重量份 數(shù)計包括(A)~(G)組分:
[0007] (Α)α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份
[0008] (B)二甲基硅油10-25份
[0009] (C)補強填料80-150份
[0010] (D)交聯(lián)劑3-5份
[0011] (E)多官能度硅烷共聚物2-4份
[0012] (F)濕氣固化催化劑1-3份
[0013] (G)儲存穩(wěn)定劑卜2份。
[0014] 所述α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子結(jié)構(gòu)式為HO[(CH3)2SiO]nH,n為大于或等 于1的自然數(shù),25°C時黏度為5000-50000mPa. s;
[0015] 所述二甲基硅油的分子結(jié)構(gòu)式為(CH3)3SiO[(CH3)2SiO] n Si(CH3)3,η為大于或等 于1的自然數(shù),25°c時黏度為100-1000mPa.s;
[0016]所述補強填料選自氣相白炭黑、碳酸鈣、氧化鋁、硅微粉、白剛玉中的一種或幾種。 [0017] 所述交聯(lián)劑選自甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中的一種或幾種。
[0018] 所述多官能度硅烷共聚物是由硅烷El和硅烷E2共聚而成,其中硅烷El選自甲基三 甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一種或幾種,硅烷 E2選用氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷和γ -縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷 中的一種。
[0019] 多官能度硅烷共聚物的合成方法如下:
[0020] 在裝有攪拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口燒瓶中,通氮氣條件下加入Imo 1的E1,30 °C下邊攪拌邊緩慢滴入0.9mol 1 %濃度的磷酸水溶液,滴完后繼續(xù)在30°C下攪拌反應4-8 小時,然后邊攪拌邊滴加 Imol的E2,滴完后升溫至60°C反應1-3小時,然后在60°C下抽真空 除去低沸物,得到多官能度硅烷共聚物。
[0021] 所述濕氣固化催化劑選自四叔丁基鈦酸酯、四異丁基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、二 (乙酰乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯、二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯中的一種或幾種。
[0022] 所述儲存穩(wěn)定劑選自六甲基二硅氮烷、分子篩、氯化鈣、氯化鎂中的一種或兩種。
[0023] 本發(fā)明還公開了上述單組份室溫硫化硅橡膠密封劑的制備方法,包括如下步驟: [0024] 取上述重量份數(shù)的(A)、(B)、(C)組分加入攪拌釜中,在110~130°C,-0.09~-0.1 MPa真空條件下脫水2~4小時,然后降溫至40°C加入(D)、(E)組分,在-0.09~-0.1 MPa真 空條件下攪拌30分鐘至均勾無氣泡,最后加入(F)組分和(G)組分,在-0.09~-0.1 MPa真空 條件下攪拌30分鐘至均勾無氣泡。
[0025] 本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明在單組份室溫硫化密封劑中添加新型的多官能度硅 烷共聚物,獲得優(yōu)異的粘接廣泛性和良好的固化速度。該硅烷共聚物由兩種不同結(jié)構(gòu)的硅 燒共聚而成,含有氣基/環(huán)氧基、烷基、多烷氧基等基團,加入后通過多種不同類型官能團相 配合,可實現(xiàn)對不同類型基材的良好粘接。同時,通過將氨基硅烷與另一種硅烷進行共聚反 應后再加入,可降低氨基硅烷與鈦酸酯催化劑的反應活性,在保持良好粘接的同時,降低對 產(chǎn)品儲存性的影響,解決鈦酸酯體系難以使用氨基硅烷為偶聯(lián)劑的缺點。添加該多官能度 硅烷共聚物的另一個有益效果是可以大幅提高產(chǎn)品的深層固化速度。該硅烷共聚物由兩種 含有三個或三個以上烷氧基的硅烷共聚而成,共聚物分子中平均含有四個左右的烷氧基, 這些烷氧基可在微量水汽存在下迅速與基膠發(fā)生交聯(lián)反應,提高產(chǎn)品的深層固化速度。
[0026] 本發(fā)明產(chǎn)品具有優(yōu)異的粘接廣泛性,對各種通用的金屬和塑料基材均能實現(xiàn)良好 的粘接,可應用于家用電器、汽車、電子等需要對多種粘接材質(zhì)實現(xiàn)粘接的場合。此外,本發(fā) 明產(chǎn)品還具有良好的深層固化性能,可縮短固化時間,提高生產(chǎn)效率,可應用于需要進行高 效密封組裝以及其它需要快速固化的場合。
【具體實施方式】
[0027] -種單組份室溫硫化硅橡膠密封劑,所述密封劑按重量份數(shù)計包括(A)~(G)組 分:
[0028] (Α)α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份
[0029] (B)二甲基硅油10-25份
[0030] (C)補強填料80-150份
[0031] (D)交聯(lián)劑3-5份
[0032] (E)多官能度硅烷共聚物2-4份
[0033] (F)濕氣固化催化劑1-3份
[0034] (G)儲存穩(wěn)定劑1-2份。
[0035] 所述α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷的分子結(jié)構(gòu)式為HO[(CH3)2SiO] nH,n為大于或等 于1的自然數(shù),25°C時黏度為5000-50000mPa. s,優(yōu)選為20000mPa. s。
[0036] 所述二甲基硅油的分子結(jié)構(gòu)式為(CH3)3SiO[(CH 3)2SiO]n Si(CH3)3,η為大于或等 于1的自然數(shù),25°c時黏度為IOO-1000 mPa. S,優(yōu)選為500mPa. S。
[0037]所述補強填料選自氣相白炭黑、碳酸鈣、氧化鋁、硅微粉、白剛玉中的一種或幾種; 優(yōu)選經(jīng)過六甲基二硅氮烷處理的氣相白炭黑和經(jīng)硬脂酸處理的輕質(zhì)碳酸鈣。
[0038] 所述交聯(lián)劑選自甲基三甲氧基硅烷和乙烯基三甲氧基硅烷中一種或幾種。
[0039]所述多官能度硅烷共聚物由硅烷El和硅烷E2共聚而成,其中硅烷El選自甲基三甲 氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、正硅酸乙酯中的一種或幾種,硅烷E2 選用氨丙基三甲氧基硅烷、氨丙基三乙氧基硅烷、γ-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷中的 一種。
[0040]多官能度硅烷共聚物其合成方法如下:
[0041 ]在裝有攪拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口燒瓶中,通氮氣條件下加入Imol的El,30 °C下邊攪拌邊緩慢滴入0.9mol 1 %濃度的磷酸水溶液,滴完后繼續(xù)在30°C下攪拌反應4-8 小時,然后邊攪拌邊滴加 Imol的E2,滴完后升溫至60°C反應1-3小時,然后在60°C下抽真空 除去低沸物,得到多官能度硅烷共聚物。
[0042] 所述濕氣固化催化劑選自四叔丁基鈦酸酯、四異丁基鈦酸酯、四異丙基鈦酸酯、二 (乙酰乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯、二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯中的一種或幾種,優(yōu)選二(乙 酰乙酸乙酯)鈦酸二異丙酯或二(乙酰丙酮基)鈦酸二異丙酯。
[0043] 所述儲存穩(wěn)定劑選自六甲基二硅氮烷、分子篩、氯化鈣、氯化鎂中的一種或兩種, 優(yōu)選分子篩。
[0044] 上述單組份室溫硫化硅橡膠密封劑的制備方法,包括如下步驟:
[0045] 取上述重量份數(shù)的(A)、(B)、(C)組分加入攪拌釜中,在110~130°C,-0.09~- 0.1 MPa真空條件下脫水2~4小時,然后降溫至40°C加入(D)、(E)組分,在-0.09~-0.1 MPa真 空條件下攪拌30分鐘至均勾無氣泡,最后加入(F)組分和(G)組分,在-0.09~-0.1 MPa真空 條件下攪拌30分鐘至均勾無氣泡。
[0046]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0047] 實施例1
[0048] 選用粘度為20000mPa.s的α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷,粘度為500mPa.s的二甲 基硅油,組份比例如下:
[0049] (Α)α,ω-二羥基聚二甲基硅氧烷100份
[0050] (B)二甲基硅油25份
[0051] (C)碳酸鈣110份,氣相白炭黑